设计模式之装饰模式

什么是装饰模式

    装饰模式是指动态地给一个对象增加额外的职责，就增加对象功能来说，装饰模式比生成子类实现更加灵活。
    装饰模式是一种用于替代继承的技术，通过使用对象之间关联关系替代之前的父子类的继承关系。在装饰模式中引入装饰类，在装饰类中既可以调用原有方法，也可以增加新方法。
    装饰模式包含以下几个角色：
        Component(抽象构件)：是具体构件和抽象装饰类的公共父类，声明了在具体构件中实现的业务方法。
        ConcreteComponent(具体构件)：是抽象构件的子类，用于定义具体的对象，实现了抽象构件中声明的方法，装饰类可以增加额外的方法。
        Decorator(抽象装饰类)：抽象构件的子类，用于给具体构件增加职责，具体职责在子类中实现。维护一个指向抽象构件对象的引用，通过该引用可以调用装饰之前构件对象的方法。
        ConcreteDecorator(具体装饰类)：抽象装饰类的子类，负责增加新的职责，每一个具体装饰类都定义了新的方法，可以调用抽象装饰类中的方法，也可以增加新的方法。
    装饰模式也分透明装饰模式和半透明装饰模式：
        透明装饰模式：要求客户端完全针对抽象编程，不应该将对象声明为具体构件类型或具体装饰类。
        半透明装饰模式：当我们需要单独调用新增的业务方法时，就需要用具体装饰类型来定义对象。

装饰模式的优缺点

优点

1. 对于扩展一个对象的功能，装饰模式比继承更加灵活，不会导致类的个数急剧增加。
2. 可以通过动态的方式来扩展一个类的功能。
3. 可以对一个对象进行多次装饰，通过使用不同的具体装饰类以及这些装饰类的排列组合，可以创造出很多不同行为的组合。
4. 具体构件类与具体装饰类可以独立变化，用户可以根据需要增加新的具体构件类和具体装饰类，原有代码无需更改，符合开闭原则。

缺点

1. 使用装饰模式会产生很多小对象，区别在于他们之间相互连接的方式不同，大量小对象会占用更多的系统资源，一定程度上影响程序性能。
2. 装饰模式提供了比继承更加灵活的解决方案，但是比继承更容易出错。

装饰模式的应用场景

1. 在不影响其他对象的前提下，以动态，透明的方式给单个对象添加职责。
2. 当不能采用继承的方式对系统进行扩展时。

装饰模式的案例

// 抽象构件
@Data
public abstract class Drink {

    public String des;

    private float price = 0.0f;

    public abstract float cost();

}

// 具体构件
public class Coffee  extends Drink {
	@Override
	public float cost() {
		return super.getPrice();
	}
}

// 抽象装饰
public class Decorator extends Drink {
    private Drink obj;
    public Decorator(Drink obj) {
        this.obj = obj;
    }
    @Override
    public float cost() {
        return super.getPrice() + obj.cost();
    }
    @Override
    public String getDes() {
        return des + " " + getPrice() + " && " + obj.getDes();
    }
}

// 具体装饰
public class Milk extends Decorator {
	public Milk(Drink obj) {
		super(obj);
		setDes(" 牛奶 ");
		setPrice(2.0f);
	}
}

public static void main(String[] args) {
	Drink order = new Milk(order);
	System.out.println("order 加入一份牛奶 费用 =" + order.cost());
	System.out.println("order 加入一份牛奶 描述 = " + order.getDes());
}

装饰模式在源码中的应用

InputStream

public abstract class InputStream implements Closeable {
    public abstract int read() throws IOException;
    ......
}


public class FilterInputStream extends InputStream {
    public int read() throws IOException {
        return in.read();
    }
    ......

}

public class PushbackInputStream extends FilterInputStream {
    public int read() throws IOException {
        ensureOpen();
        if (pos < buf.length) {
            return buf[pos++] & 0xff;
        }
        return super.read();
    }

    public void unread(int b) throws IOException {
        ensureOpen();
        if (pos == 0) {
            throw new IOException("Push back buffer is full");
        }
        buf[--pos] = (byte)b;
    }   
    ......
}

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